300M超高强度钢合金含量低、成本低、生产工艺简单，广泛用于制造飞机大梁、起落架构件、发动机轴、高强度螺栓、固体火箭发动机壳体和化工用高压容器等，该钢经热处理后，抗拉强度可达1960MPa，同时具有一定的塑韧性、抗应力腐蚀性和疲劳性能。然而，在保证强度水平的前提下，提高钢的韧性是确保超高强度钢工程应用不断拓展的重要条件。与其他新型起落架等构件用钢相比，300M钢强度高，成本低廉，工艺简单，仍然具有较大的研究价值和空间，其中提高韧性是今后的发展方向。为此，在保持300M钢原有基本成分的前提下，调整韧化元素Ni的含量，研究提高Ni含量对300M钢韧性及组织变化的影响。

实验钢采用真空感应炉熔炼的300M钢，其主要合金化学成分如表1所示。钢锭在1200℃下均质处理8h后锻造成材。

表1  实验用300M钢的化学成分（质量分数，%）

试棒经正火和高温退火后，加工成试样毛坯，然后进行热处理，热处理制度为：870℃×1h+300℃×2h空冷（两次）。将热处理试样加工成成品后进行力学性能检测，拉伸性能试验执行标准GB/T228-2002，冲击性能试验执行GB/T229-2007，断裂韧性KIC试验执行GB/T4161-2007，所有试验均在室温条件下测试。力学试验后，分别在H-800透射电镜（TEM）和日立S-4300型场发射扫描电镜（SEM）上进行微观组织与断口形貌观察；采用X射线衍射仪进行钢中残余奥氏体含量的测定。

结果表明：随Ni含量的增加，300M钢回火后强度下降，冲击韧性提高，残余奥氏体含量增多；断裂韧性KIC在Ni含量为3%时达到最大值；Ni含量变化对马氏体板条尺寸及ε-碳化和夹杂物的成分、形态影响不显著。